Τα κλάσματα σωματιδίων νανο-μεγέθους αυξάνουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα των προστατευτικών χρωμάτων, επικαλύψεων, ασταριών και κεριών για μέταλλο.
Η χρήση νανοφύλλων γραφενίου για τη σημαντική βελτίωση της απόδοσης είναι ένας σχετικά νέος αλλά ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας εφαρμογής στη βιομηχανία χρωμάτων.
Ενώ η χρήση τους σε προϊόντα προστασίας μετάλλων είναι αρκετά νέα - μόνο τα τελευταία χρόνια στο εμπόριο - τα νανοφύλλα γραφενίου (NNPs) έχουν αποδειχθεί ότι έχουν τεράστιο αντίκτυπο στις ιδιότητες των ασταριών, των επιστρώσεων, των χρωμάτων, των κεριών και ακόμη και των λιπαντικών.Αν και η τυπική αναλογία ελέγχου πίεσης κυμαίνεται από μερικά δέκατα έως μερικά τοις εκατό, η σωστή προσθήκη GNP θα γίνει ένα πολυλειτουργικό πρόσθετο που μπορεί να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής και την ανθεκτικότητα της επίστρωσης, να βελτιώσει τη χημική αντοχή, την αντίσταση στη διάβρωση, την αντοχή στην οξείδωση και την τριβή αντίσταση.;βοηθά ακόμη και την επιφάνεια να απομακρύνει εύκολα το νερό και τη βρωμιά.Επιπλέον, τα ΑΕΠ συχνά δρουν ως συνεργιστικά, βοηθώντας άλλα συμπληρώματα να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις χωρίς να θυσιάζεται η αποτελεσματικότητα.Τα νανοφύλλα γραφενίου χρησιμοποιούνται ήδη εμπορικά σε προϊόντα προστασίας μετάλλων που κυμαίνονται από σφραγιστικά αυτοκινήτων, σπρέι και κεριά μέχρι αστάρια και χρώματα που χρησιμοποιούνται από αυτοκινητοβιομηχανίες, εργολάβους κτιρίων, ακόμη και καταναλωτές.Περισσότερες εφαρμογές (ό.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ (Μάντσεστερ, Ηνωμένο Βασίλειο) ήταν οι πρώτοι που απομόνωσαν το γραφένιο μίας στρώσης το 2004, για το οποίο τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής το 2010.Τα νανοφύλλα γραφενίου - μια πολυεπίπεδη μορφή γραφενίου που διατίθεται από διάφορους προμηθευτές με ποικίλα πάχη σωματιδίων και μεσαία μεγέθη - είναι επίπεδες/φολιδωτές νανομεγέθη δισδιάστατες μορφές άνθρακα.Όπως και άλλα νανοσωματίδια, η ικανότητα των ΑΕΠ να αλλάζουν και να βελτιώνουν τις ιδιότητες των μακροσκοπικών προϊόντων, όπως τα πολυμερή φιλμ, τα πλαστικά/σύνθετα μέρη, οι επικαλύψεις, ακόμη και το σκυρόδεμα είναι εντελώς δυσανάλογη με το μικροσκοπικό τους μέγεθος.Για παράδειγμα, η επίπεδη, ευρεία αλλά λεπτή γεωμετρία των προσθέτων GNP τα καθιστά ιδανικά για την παροχή αποτελεσματικής επιφανειακής κάλυψης χωρίς αύξηση του πάχους της επίστρωσης.Αντίθετα, η αποτελεσματικότητά τους στη βελτίωση της απόδοσης της επίστρωσης συχνά σημαίνει ότι απαιτείται λιγότερη επίστρωση ή ότι μπορούν να εφαρμοστούν λεπτότερες επικαλύψεις.Το υλικό ΑΕΠ έχει επίσης πολύ υψηλή επιφάνεια (2600 m2/g).Όταν διασκορπίζονται σωστά, μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τις ιδιότητες φραγμού των επικαλύψεων σε χημικά ή αέρια, με αποτέλεσμα βελτιωμένη προστασία από τη διάβρωση και την οξείδωση.Επιπλέον, από τριβολογική άποψη, έχουν πολύ χαμηλή διάτμηση επιφάνειας, γεγονός που συμβάλλει στη βελτιωμένη αντοχή στη φθορά και στον συντελεστή ολίσθησης, που βοηθά στην καλύτερη αντοχή στις γρατσουνιές και απωθεί τη βρωμιά, το νερό, τους μικροοργανισμούς, τα φύκια κ.λπ. ιδιότητες, είναι εύκολο να καταλάβουμε γιατί ακόμη και μικρές ποσότητες προσθέτων ΑΕΠ μπορεί να είναι τόσο αποτελεσματικές στη βελτίωση των ιδιοτήτων της τεράστιας ποικιλίας προϊόντων που χρησιμοποιεί η βιομηχανία καθημερινά.
Παρόλο που, όπως και άλλα νανοσωματίδια, έχουν μεγάλες δυνατότητες, η απομόνωση και η διασπορά νανοφύλλων γραφενίου σε μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους κατασκευαστές χρωμάτων ή ακόμα και από τους κατασκευαστές πλαστικών δεν είναι εύκολη.Η αποκόλληση μεγαλύτερων συσσωματωμάτων νανοσωματιδίων για αποτελεσματική διασπορά (και διασπορά σε προϊόντα σταθερά στο ράφι) για χρήση σε πλαστικά, μεμβράνες και επιστρώσεις έχει αποδειχθεί πρόκληση.
Οι εμπορικές εταιρείες ΑΕΠ προσφέρουν συνήθως διάφορες μορφολογίες (μονόστρωτο, πολλαπλό στρώμα, διάφορες μέσες διαμέτρους και, σε ορισμένες περιπτώσεις, με πρόσθετη χημική λειτουργικότητα) και διάφορους παράγοντες μορφής (ξηρή σκόνη και υγρό [με βάση διαλύτη, με βάση το νερό ή ρητίνη με βάση] διασπορές για διάφορα πολυμερή συστήματα).Οι κατασκευαστές που είναι πιο προηγμένοι στην εμπορευματοποίηση δήλωσαν ότι συνεργάστηκαν στενά με παρασκευαστές χρωμάτων για να βρουν τον καλύτερο συνδυασμό ιδιοτήτων στις πιο αποτελεσματικές αναλογίες αραίωσης για να βελτιώσουν την ποιότητα της βαφής χωρίς να επηρεαστούν αρνητικά άλλες βασικές ιδιότητες.Παρακάτω είναι μερικές εταιρείες που μπορούν να συζητήσουν τη δουλειά τους στον τομέα των προστατευτικών επιστρώσεων για μέταλλα.
Τα προϊόντα περιποίησης αυτοκινήτου ήταν μια από τις πρώτες και πιο σημαντικές εφαρμογές του γραφενίου στη βιομηχανία χρωμάτων.Φωτογραφία: Surf Protection Solutions LLC
Μία από τις πρώτες εμπορικές εφαρμογές των προϊόντων προστασίας μετάλλων γραφενίου ήταν στην επένδυση αυτοκινήτων.Είτε χρησιμοποιούνται σε υγρά, αεροζόλ ή κερί, αυτά τα προϊόντα περιποίησης αυτοκινήτου υψηλής απόδοσης μπορούν να εφαρμοστούν απευθείας σε χρώμα ή χρώμιο αυτοκινήτου, βελτιώνοντας τη στιλπνότητα και το βάθος της εικόνας (DOI), διευκολύνοντας τον καθαρισμό των αυτοκινήτων και διατηρώντας τις ιδιότητες καθαρισμού και διεύρυνσης.η προστασία είναι πολύ ανώτερη από τα συμβατικά προϊόντα.Τα προϊόντα ενισχυμένα με ΑΕΠ, μερικά από τα οποία πωλούνται απευθείας στους καταναλωτές και άλλα πωλούνται μόνο σε ινστιτούτα αισθητικής, ανταγωνίζονται τα προϊόντα εμπλουτισμένα με κεραμικά (οξείδιο) (που περιέχουν πυρίτιο, διοξείδιο του τιτανίου ή μείγμα και των δύο).Τα προϊόντα που περιέχουν ΑΕΠ έχουν υψηλότερη απόδοση και υψηλότερη τιμή καθώς προσφέρουν πολλά σημαντικά οφέλη που δεν μπορούν να προσφέρουν οι κεραμικές επικαλύψεις.Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του γραφενίου διαχέει αποτελεσματικά τη θερμότητα - ένα όφελος για τα προϊόντα που χρησιμοποιούνται σε κουκούλες και τροχούς - και η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του διαχέει τα στατικά φορτία, καθιστώντας δυσκολότερο να κολλήσει η σκόνη.Με μεγάλη γωνία επαφής (125 μοίρες), οι επικαλύψεις GNP ρέουν πιο γρήγορα και πιο αποτελεσματικά, μειώνοντας τις κηλίδες νερού.Οι εξαιρετικές λειαντικές ιδιότητες και οι ιδιότητες φραγμού προστατεύουν καλύτερα το χρώμα από γρατσουνιές, ακτίνες UV, χημικά, οξείδωση και παραμόρφωση.Η υψηλή διαφάνεια επιτρέπει στα προϊόντα με βάση το ΑΕΠ να διατηρούν τη γυαλιστερή, ανακλαστική εμφάνιση που είναι πολύ δημοφιλής σε αυτόν τον τομέα.
Η Surface Protective Solutions LLC (SPS) της Grafton του Ουισκόνσιν, κατασκευαστής σκευασμάτων με ισχυρή βάση σε αυτό το τμήμα της αγοράς, πουλά μια ανθεκτική επίστρωση γραφενίου με βάση διαλύτες που διαρκεί για χρόνια και πουλά μια βαφή με βάση το νερό ενισχυμένο με γραφένιο.Ορός για γρήγορη επαφή που διαρκεί για αρκετούς μήνες.Και τα δύο προϊόντα είναι προς το παρόν διαθέσιμα μόνο σε εκπαιδευμένους και αδειοδοτημένους αισθητικούς, αν και υπάρχουν σχέδια να προσφέρουν καλλυντικά και άλλα προϊόντα μετέπειτα φροντίδας απευθείας στους καταναλωτές στο εγγύς μέλλον.Οι εφαρμογές-στόχοι περιλαμβάνουν αυτοκίνητα, φορτηγά και μοτοσυκλέτες, ενώ άλλα προϊόντα λέγεται ότι είναι κοντά στο να διατεθούν στο εμπόριο για σπίτια και σκάφη.(Το SPS προσφέρει επίσης ένα προϊόν αντιμονίου/οξειδίου του κασσιτέρου που παρέχει προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία στην επιφάνεια.)
«Τα παραδοσιακά κεριά και στεγανωτικά carnauba μπορούν να προστατεύσουν τις βαμμένες επιφάνειες από εβδομάδες έως μήνες», εξηγεί ο Πρόεδρος του SPS, Brett Welsien.«Οι κεραμικές επιστρώσεις, που εισήχθησαν στην αγορά στα μέσα της δεκαετίας του 2000, σχηματίζουν ισχυρότερο δεσμό με το υπόστρωμα και παρέχουν χρόνια αντοχής στην υπεριώδη ακτινοβολία και τις χημικές ουσίες, αυτοκαθαριζόμενες επιφάνειες, υψηλότερη αντοχή στη θερμότητα και βελτιωμένη διατήρηση της γυαλάδας.Ωστόσο, η αδυναμία τους είναι οι λεκέδες νερού.επιφανειακές βαφές και μουτζούρες επιφάνειας που οι δικές μας δοκιμές έδειξαν ότι προκαλούνται από κακή μεταφορά θερμότητας Γρήγορα προς τα εμπρός στο 2015 όταν ξεκίνησε η έρευνα για το γραφένιο ως πρόσθετο Το 2018 ήμασταν η πρώτη εταιρεία στις ΗΠΑ που κυκλοφόρησε επίσημα ένα πρόσθετο χρώματος γραφενίου στη διαδικασία κατά την ανάπτυξη των προϊόντων της εταιρείας με βάση το ΑΕΠ, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι λεκέδες νερού και οι επιφανειακές λεκέδες (λόγω επαφής με περιττώματα πτηνών, χυμούς δέντρων, έντομα και σκληρές χημικές ουσίες) μειώθηκαν κατά μέσο όρο κατά 50%, καθώς και βελτιωμένη αντοχή στην τριβή λόγω στον χαμηλότερο συντελεστή τριβής.
Η Applied Graphene Materials plc (AGM, Redcar, UK) είναι μια εταιρεία που προμηθεύει διασπορές GNP σε έναν αριθμό πελατών που αναπτύσσουν προϊόντα περιποίησης αυτοκινήτου.Ο 11χρονος κατασκευαστής γραφενίου περιγράφει τον εαυτό του ως παγκόσμιο ηγέτη στην ανάπτυξη και εφαρμογή διασπορών GNP σε επιστρώσεις, σύνθετα υλικά και λειτουργικά υλικά.Στην πραγματικότητα, η AGM αναφέρει ότι η βιομηχανία χρωμάτων και επικαλύψεων αντιπροσωπεύει επί του παρόντος το 80% των δραστηριοτήτων της, πιθανότατα επειδή πολλά μέλη της τεχνικής της ομάδας προέρχονται από τη βιομηχανία χρωμάτων και επικαλύψεων, κάτι που βοηθά την AGM να κατανοήσει τα σημεία πόνου των δύο μεταγλωττιστών και τελικά . χρήστες..
Η Halo Autocare Ltd. (Stockport, UK) χρησιμοποιεί τη διασπορά Genable GNP της AGM σε δύο προϊόντα κεριού περιποίησης αυτοκινήτου EZ.Κυκλοφόρησε το 2020, το κερί γραφενίου για πάνελ σώματος συνδυάζει κερί καρναούμπα T1, κερί μέλισσας και λάδι καρπών με πολυμερή, διαβρεκτικά και GNP για να αλλάξει τη συμπεριφορά των επιφανειακών υδάτων και να παρέχει μακροχρόνια προστασία, εξαιρετικές χάντρες και μεμβράνες νερού, χαμηλή συλλογή ρύπων. εύκολο να καθαριστεί, εξαλείφει τα περιττώματα των πτηνών και μειώνει σημαντικά τους λεκέδες νερού.Το κερί τροχών από κράμα γραφενίου έχει όλα αυτά τα πλεονεκτήματα, αλλά είναι ειδικά σχεδιασμένο για υψηλότερες θερμοκρασίες, αυξημένη φθορά στους τροχούς και στις άκρες της εξάτμισης.Το GNP προστίθεται στη βάση μικροκρυσταλλικών κεριών υψηλής θερμοκρασίας, συνθετικών ελαίων, πολυμερών και συστημάτων σκληρυνόμενης ρητίνης.Η Halo λέει ότι ανάλογα με τη χρήση, το προϊόν προστατεύει τους τροχούς για 4-6 μήνες.
Η James Briggs Ltd. (Salmon Fields, UK), η οποία αυτοχαρακτηρίζεται ως μία από τις μεγαλύτερες εταιρείες οικιακών χημικών στην Ευρώπη, είναι ένας άλλος πελάτης της AGM που χρησιμοποιεί διασπορές GNP για να αναπτύξει το αντιδιαβρωτικό αστάρι γραφενίου Hycote.Το σπρέι αερολύματος ταχείας ξήρανσης χωρίς ψευδάργυρο έχει εξαιρετική πρόσφυση σε μέταλλα και πλαστικά και χρησιμοποιείται από άτομα όπως φανοποιεία και καταναλωτές για να σταματήσει ή να αποτρέψει τη διάβρωση μεταλλικών επιφανειών και να προετοιμάσει αυτές τις επιφάνειες για βαφή και επίστρωση.Το αστάρι παρέχει περισσότερες από 1750 ώρες αντιδιαβρωτικής προστασίας σύμφωνα με το ASTM G-85, Παράρτημα 5, καθώς και εξαιρετικές ιδιότητες φραγμού και ευελιξία χωρίς ρωγμές στη δοκιμή κώνου (ASTM D-522).ζωή αστάρι.Η AGM είπε ότι συνεργάστηκε στενά με τους πελάτες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης της σύνθεσης για τη μεγιστοποίηση των ιδιοτήτων προστιθέμενης αξίας περιορίζοντας ταυτόχρονα τον αντίκτυπο στο κόστος του προϊόντος.
Ο αριθμός και οι τύποι προϊόντων περιποίησης αυτοκινήτου που ενισχύουν το ΑΕΠ στην αγορά αυξάνονται ραγδαία.Στην πραγματικότητα, η παρουσία γραφενίου διαφημίζεται ως σημαντικό πλεονέκτημα απόδοσης και επισημαίνεται στο διάγραμμα προϊόντων.|James Briggs Ltd. (αριστερά), Halo Autocare Ltd. (επάνω δεξιά) και Surface Protective Solutions LLCS Surface Protective Solutions LLC (κάτω δεξιά)
Οι αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις είναι ένας αυξανόμενος τομέας εφαρμογής για το ΑΕΠ, όπου τα νανοσωματίδια μπορούν να επεκτείνουν σημαντικά τα διαστήματα συντήρησης, να μειώσουν τη ζημιά από τη διάβρωση, να επεκτείνουν την προστασία της εγγύησης και να μειώσουν το κόστος διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων.|Hershey Coatings Co., Ltd.
Τα GNP χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις και αστάρια σε δύσκολα (C3-C5) περιβάλλοντα.Ο Adrian Potts, Διευθύνων Σύμβουλος της AGM, εξήγησε: «Όταν ενσωματώνεται σωστά σε επιστρώσεις με βάση διαλύτες ή νερό, το γραφένιο μπορεί να προσδώσει εξαιρετικές αντιδιαβρωτικές ιδιότητες και να βελτιώσει τον έλεγχο της διάβρωσης».αντίκτυπο με την παράταση της διάρκειας ζωής των περιουσιακών στοιχείων, τη μείωση της συχνότητας και του κόστους συντήρησης των περιουσιακών στοιχείων και για τα προϊόντα με βάση το νερό ή τα προϊόντα που περιέχουν πιο τοξικά πρόσθετα όπως ο ψευδάργυρος δεν απαιτούνται πλέον ούτε χρησιμοποιούνται.τομέα εστίασης και ευκαιριών για τα επόμενα πέντε χρόνια.«Η διάβρωση είναι μεγάλη υπόθεση, η σκουριά δεν είναι πολύ ευχάριστο θέμα γιατί αντιπροσωπεύει την υποβάθμιση των περιουσιακών στοιχείων του πελάτη, είναι ένα σοβαρό πρόβλημα», πρόσθεσε.
Ένας πελάτης της AGM που κυκλοφόρησε με επιτυχία ένα αστάρι ψεκασμού αερολύματος είναι η Halfords Ltd. με έδρα την Ουάσιγκτον του Ηνωμένου Βασιλείου, μια κορυφαία βρετανική και ιρλανδική εταιρεία λιανικής πώλησης ανταλλακτικών αυτοκινήτων, εργαλείων, εξοπλισμού κατασκήνωσης και ποδηλάτων.Το αντιδιαβρωτικό αστάρι γραφενίου της εταιρείας δεν περιέχει ψευδάργυρο, καθιστώντας το πιο φιλικό προς το περιβάλλον.Λέγεται ότι έχει εξαιρετική πρόσφυση σε μεταλλικές επιφάνειες συμπεριλαμβανομένου του μαλακού χάλυβα, του αλουμινίου και του Zintec, γεμίζει μικρές επιφανειακές ατέλειες και στεγνώνει σε 3-4 λεπτά σε τρίψιμο ματ φινίρισμα σε μόλις 20 λεπτά.Πέρασε επίσης 1.750 ώρες δοκιμής ψεκασμού αλατιού και κώνου χωρίς ρωγμές.Σύμφωνα με τον Halfords, το αστάρι έχει εξαιρετική αντοχή στη χαλάρωση, επιτρέπει μεγαλύτερο βάθος επίστρωσης και παρέχει εξαιρετικές ιδιότητες φραγμού για να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της επίστρωσης.Επιπλέον, το αστάρι έχει εξαιρετική συμβατότητα με την τελευταίας γενιάς βαφές με βάση το νερό.
Η Alltimes Coatings Ltd. από το Stroud, UK, ειδικός στην αντιδιαβρωτική προστασία μεταλλικών στεγών, χρησιμοποιεί διασπορές AGM στα υγρά συστήματα στέγης Advantage Graphene για βιομηχανικά και εμπορικά κτίρια.Το προϊόν αυξάνει το ελάχιστο βάρος της οροφής, είναι ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες και στην υπεριώδη ακτινοβολία, χωρίς διαλύτες, πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) και ισοκυανικά.Εφαρμόζεται μόνο μία στρώση σε μια σωστά προετοιμασμένη επιφάνεια, το σύστημα έχει αντοχή στην κρούση και υψηλή ελαστικότητα, εξαιρετική εκτασιμότητα και χωρίς συρρίκνωση μετά τη σκλήρυνση.Μπορεί να εφαρμοστεί σε εύρος θερμοκρασιών 3-60°C/37-140°F και να εφαρμοστεί ξανά.Η προσθήκη γραφενίου βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση και το προϊόν έχει περάσει τη δοκιμή ουδέτερου ψεκασμού αλατιού 10.000 ωρών (ISO9227:2017), επεκτείνοντας τη διάρκεια εγγύησης της Autotech από 20 σε 30 χρόνια.Παρά τη δημιουργία ενός εξαιρετικά αποτελεσματικού φραγμού έναντι του νερού, του οξυγόνου και του αλατιού, η μικροπορώδης επίστρωση αναπνέει.Για να διευκολύνει την αρχιτεκτονική πειθαρχία, η Alltimes έχει αναπτύξει ένα συστηματικό πρόγραμμα σπουδών Συνεχιζόμενης Επαγγελματικής Ανάπτυξης (CPD).
Η Blocksil Ltd. από το Lichfield, UK, περιγράφει τον εαυτό της ως μια βραβευμένη εταιρεία επικαλύψεων που παρέχει προηγμένες λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας και εργασίας σε πελάτες στους κλάδους της αυτοκινητοβιομηχανίας, των σιδηροδρόμων, των κατασκευών, της ενέργειας, της ναυτιλίας και της αεροδιαστημικής βιομηχανίας.Το Blocksil συνεργάστηκε στενά με την AGM για την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων MT με ενισχυμένο με γραφένιο ανώτερο στρώμα για δομικό χάλυβα σε ανοιχτά και διαβρωτικά περιβάλλοντα.Διαθέσιμο σε ποικιλία χρωμάτων, το σύστημα μονής στρώσης χωρίς VOC και διαλύτες είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην υγρασία και έχει ξεπεράσει τις 11.800 ώρες δοκιμής ουδέτερου ψεκασμού αλατιού για 50% μεγαλύτερη αντοχή από τα προηγούμενα προϊόντα.Συγκριτικά, το Blocksil λέει ότι το μη πλαστικοποιημένο πολυβινυλοχλωρίδιο (UPVC) διαρκεί συνήθως 500 ώρες σε αυτή τη δοκιμή, ενώ η εποξειδική βαφή διαρκεί 250-300 ώρες.Η εταιρεία λέει επίσης ότι το χρώμα μπορεί να εφαρμοστεί σε ελαφρώς υγρό χάλυβα και αποτρέπει τη διείσδυση νερού λίγο μετά την εφαρμογή.Περιγράφεται ως ανθεκτικό στην επιφάνεια, θα σκουριάζει όσο αφαιρούνται τα σαθρά υπολείμματα και θα σκληραίνει χωρίς εξωτερική θερμότητα, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο χωράφι.Η επίστρωση έχει ευρύ φάσμα εφαρμογής από 0 έως 60°C/32-140°F και έχει περάσει αυστηρές δοκιμές πυρκαγιάς (BS476-3:2004, CEN/TS1187:2012-Test 4 (συμπεριλαμβανομένου του EN13501-5:2016-test 4 4)) είναι ανθεκτικά στα γκράφιτι και έχουν εξαιρετική αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία και στις καιρικές συνθήκες.Η επίστρωση αναφέρθηκε ότι χρησιμοποιήθηκε σε ιστούς εκτοξευτών στο RTÉ (Raidió Teilifís Éireann, Δουβλίνο, Ιρλανδία) και σε δορυφόρους επικοινωνιών στην Avanti Communications Group plc (Λονδίνο) και σε σιδηροδρομικές γραμμές τμηματικής και παράλληλης στήλης (SSP), όπου πέρασε το EN4554 -2:2013, R7 έως HL3.
Μια άλλη εταιρεία που χρησιμοποιεί επιστρώσεις ενισχυμένες με GNP για την προστασία του μετάλλου είναι ο παγκόσμιος προμηθευτής αυτοκινήτων Martinrea International Inc. (Τορόντο), η οποία χρησιμοποιεί επιβατικά αυτοκίνητα με επικάλυψη πολυαμιδίου (PA, που ονομάζεται επίσης νάιλον) ενισχυμένο με γραφένιο.(Λόγω των καλών θερμοπλαστικών ιδιοτήτων του, ο προμηθευτής του Μόντρεαλ GNP NanoXplore Inc. παρείχε στη Martinrea μια σύνθετη επίστρωση GNP/PA.) Το προϊόν αναφέρεται ότι μειώνει το βάρος κατά 25 τοις εκατό και παρέχει ανώτερη προστασία από τη φθορά, ενισχυμένη ανώτερη αντοχή και βελτιωμένη χημική ουσία ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ.η αντίσταση δεν απαιτεί αλλαγές στον υπάρχοντα εξοπλισμό ή διαδικασίες παραγωγής.Ο Martinrea σημείωσε ότι η βελτιωμένη απόδοση της επίστρωσης θα μπορούσε να επεκτείνει την εφαρμογή της σε ένα ευρύτερο φάσμα εξαρτημάτων αυτοκινήτου, ειδικά στα ηλεκτρικά οχήματα.
Με την ολοκλήρωση πολυάριθμων μακροχρόνιων δοκιμών, η θαλάσσια προστασία από τη διάβρωση και η αντιρρύπανση είναι πιθανό να αποτελέσουν σημαντική εφαρμογή του ΑΕΠ.Το πρόσθετο γραφενίου Talga Group Ltd. δοκιμάζεται αυτή τη στιγμή σε πραγματικές συνθήκες ωκεανού σε δύο μεγάλα πλοία.Ένα από τα σκάφη είχε μόλις ολοκληρώσει μια επιθεώρηση 15 μηνών και ειπώθηκε ότι τμήματα επικαλυμμένα με ενισχυμένο αστάρι GNP έδειξαν συγκρίσιμα ή καλύτερα αποτελέσματα από τα αρχικά δείγματα χωρίς οπλισμό, τα οποία ήδη έδειχναν σημάδια διάβρωσης.|Targa Group Co., Ltd.
Πολλοί κατασκευαστές χρωμάτων και κατασκευαστές γραφενίου έχουν εργαστεί σκληρά για την ανάπτυξη αντιδιαβρωτικών/αντιρυπαντικών επικαλύψεων για τη ναυτιλιακή βιομηχανία.Δεδομένων των εκτεταμένων και μακροπρόθεσμων δοκιμών που απαιτούνται για την απόκτηση έγκρισης σε αυτόν τον τομέα, οι περισσότερες από τις εταιρείες που ρωτήσαμε ανέφεραν ότι τα προϊόντα τους βρίσκονται ακόμη στη φάση δοκιμών και αξιολόγησης και οι συμφωνίες μη αποκάλυψης (NDA) τις εμποδίζουν να συζητήσουν το έργο τους στο πεδίο.καθεμία δήλωσε ότι οι δοκιμές που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα έχουν δείξει σημαντικά οφέλη από την ενσωμάτωση του ΑΕΠ στα θαλάσσια πεζοδρόμια.
Μια εταιρεία που δεν μπόρεσε να δώσει περισσότερες λεπτομέρειες για το έργο της είναι η 2D Materials Pte με έδρα τη Σιγκαπούρη.Ltd., η οποία άρχισε να παράγει ΑΕΠ σε εργαστηριακή κλίμακα το 2017 και σε εμπορική κλίμακα πέρυσι.Τα προϊόντα γραφενίου της είναι ειδικά σχεδιασμένα για τη βιομηχανία χρωμάτων και η εταιρεία είπε ότι συνεργάζεται με δύο από τους μεγαλύτερους προμηθευτές θαλάσσιων αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων από το 2019 για την ανάπτυξη χρωμάτων και επιστρώσεων για τον κλάδο.Η 2D Materials είπε επίσης ότι συνεργάζεται με μια μεγάλη εταιρεία χάλυβα για την ενσωμάτωση γραφενίου σε λάδια που χρησιμοποιούνται για την προστασία του χάλυβα κατά τη διάρκεια της αποστολής και της αποθήκευσης.Σύμφωνα με τον Chwang Chie Fu, ειδικό στην εφαρμογή υλικών 2D, «το γραφένιο έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στις λειτουργικές επικαλύψεις».«Για παράδειγμα, για τις αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις στη ναυτιλιακή βιομηχανία, ο ψευδάργυρος είναι ένα από τα κύρια συστατικά.Το γραφένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση ή την αντικατάσταση του ψευδαργύρου σε αυτές τις επικαλύψεις.Η προσθήκη λιγότερο από 2% γραφενίου μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής αυτών των επικαλύψεων, πράγμα που σημαίνει ότι αυτό το καθιστά μια πολύ ελκυστική πρόταση αξίας που είναι δύσκολο να αρνηθεί κανείς».
Η Talga Group Ltd. (Περθ, Αυστραλία), μια εταιρεία ανοδικών μπαταριών και γραφενίου που ιδρύθηκε το 2010, ανακοίνωσε νωρίτερα αυτό το έτος ότι το πρόσθετο γραφενίου Talcoat για αστάρια έδειξε θετικά αποτελέσματα σε πραγματικές δοκιμές ωκεανών.Το πρόσθετο έχει σχεδιαστεί ειδικά για χρήση σε θαλάσσιες επιστρώσεις για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση, τη μείωση της απώλειας χρώματος στα υδάτινα οικοσυστήματα και τη βελτίωση της απόδοσης αυξάνοντας το διάστημα ξηρής αποβάθρας.Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτό το πρόσθετο που διασκορπίζεται ξηρά μπορεί να ενσωματωθεί σε επιστρώσεις επί τόπου, γεγονός που αντιπροσωπεύει μια σημαντική εμπορική ανάπτυξη προϊόντων ΑΕΠ, τα οποία συνήθως παρέχονται ως υγρές διασπορές για να εξασφαλιστεί καλή ανάμειξη.
Το 2019, το πρόσθετο αναμίχθηκε με ένα εποξειδικό αστάρι δύο συσκευασιών από κορυφαίο προμηθευτή επικαλύψεων και εφαρμόστηκε στο κύτος ενός μεγάλου πλοίου μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων 700m²/7535ft² ως μέρος μιας θαλάσσιας δοκιμής για την αξιολόγηση της απόδοσης της επίστρωσης σε σκληρά θαλάσσια περιβάλλοντα.(Για την παροχή μιας ρεαλιστικής γραμμής βάσης, χρησιμοποιήθηκε αλλού ένα παραδοσιακό αστάρι με ετικέτα για να διακρίνει κάθε προϊόν. Και τα δύο αστάρια επικαλύφθηκαν στη συνέχεια.) Εκείνη την εποχή, αυτή η εφαρμογή θεωρούνταν η μεγαλύτερη εφαρμογή γραφενίου στον κόσμο.Το σκάφος υποβλήθηκε σε επιθεώρηση 15 μηνών και τα τμήματα που ήταν επικαλυμμένα με αστάρι ενισχυμένο με GNP φέρεται να είχαν συγκρίσιμες ή καλύτερες επιδόσεις από τη γραμμή βάσης χωρίς οπλισμό, το οποίο ήδη παρουσίαζε σημάδια διάβρωσης.Η δεύτερη δοκιμή περιελάμβανε την ανάμειξη του απλικατέρ βαφής επί τόπου του κονιοποιημένου πρόσθετου GNP με ένα άλλο εποξειδικό χρώμα δύο συσκευασιών από άλλο κορυφαίο προμηθευτή χρωμάτων και το ψεκασμό του σε ένα σημαντικό τμήμα ενός μεγάλου δοχείου.Δύο αγωγές είναι ακόμη σε εξέλιξη.Ο Τάλγκα σημείωσε ότι οι ταξιδιωτικοί περιορισμοί που σχετίζονται με την πανδημία συνέχισαν να επηρεάζουν τα διεθνή ταξίδια, καθυστερώντας τα νέα σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας της κάλυψης στο δεύτερο πλοίο.Ενθαρρυμένη από αυτά τα αποτελέσματα, η Talga λέγεται ότι αναπτύσσει αντιρρυπαντικές θαλάσσιες επιστρώσεις, αντιμικροβιακές επικαλύψεις για μέταλλο και πλαστικό, αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις για ογκώδη μεταλλικά μέρη και επιστρώσεις φραγμού για πλαστικές συσκευασίες.
Το έργο ανάπτυξης GNP που ανακοινώθηκε τον Μάρτιο από το Advanced Materials Research Laboratory Toray Industries, Inc. (Τόκιο), προσέλκυσε το ενδιαφέρον των κατασκευαστών σκευασμάτων επίστρωσης, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας ενός διαλύματος γραφενίου εξαιρετικά λεπτής διασποράς, το οποίο λέγεται ότι παρουσιάζει εξαιρετική ρευστότητα.Υψηλή αγωγιμότητα σε συνδυασμό με υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.Το κλειδί για την ανάπτυξη είναι η χρήση ενός μοναδικού (χωρίς όνομα) πολυμερούς που λέγεται ότι ελέγχει το ιξώδες αναστέλλοντας τη συσσώρευση νανοφύλλων γραφενίου, λύνοντας έτσι το μακροχρόνιο πρόβλημα της δημιουργίας διασπορών ΑΕΠ με υψηλή συγκέντρωση.
Σε σύγκριση με τις συμβατικές διασπορές GNP, το νέο προϊόν υψηλής ρευστότητας της Toray, το οποίο περιέχει ένα μοναδικό πολυμερές που ελέγχει το ιξώδες αποτρέποντας τη συσσωμάτωση νανοσωματιδίων γραφενίου, παράγει εξαιρετικά συμπυκνωμένες, εξαιρετικά λεπτές διασπορές GNP με υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα και αυξημένη ρευστότητα για ευκολία χειρισμού και μίξη.|Torey Industries Co., Ltd.
«Το λεπτότερο γραφένιο τείνει να συσσωματώνεται πιο εύκολα, γεγονός που μειώνει τη ρευστότητα και καθιστά δυσκολότερη την εφαρμογή αναμεμειγμένων προϊόντων διασποράς», εξηγεί ο ερευνητής της Toray, Eiichiro Tamaki.«Για να αποφευχθεί το πρόβλημα κολλήματος, οι νανοπλάκες συνήθως αραιώνονται σε διάλυμα χαμηλής συγκέντρωσης.Ωστόσο, αυτό καθιστά δύσκολη την επίτευξη επαρκούς συγκέντρωσης για την πλήρη αξιοποίηση του γραφενίου».εξαιρετικά λεπτή διασπορά GNP και αυξημένη ρευστότητα για ευκολία χειρισμού και ανάμειξης.Οι αρχικές εφαρμογές λέγεται ότι περιλαμβάνουν μπαταρίες, ηλεκτρονικά κυκλώματα για εκτύπωση και αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις για την αποτροπή της διείσδυσης του νερού και του οξυγόνου.Η εταιρεία ερευνά και κατασκευάζει γραφένιο εδώ και 10 χρόνια και ισχυρίζεται ότι έχει αναπτύξει τεχνολογία διασποράς για να κάνει το γραφένιο πιο προσιτό.Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το μοναδικό πολυμερές επηρεάζει τόσο τα ίδια τα νανοφύλλα όσο και το μέσο διασποράς, σημείωσε ο Tamaki, λέγοντας ότι λειτουργεί ιδιαίτερα καλά με εξαιρετικά πολικούς διαλύτες.
Δεδομένων όλων των πιθανών πλεονεκτημάτων που προσφέρει το ΑΕΠ, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι έχουν εκδοθεί πάνω από 2.300 διπλώματα ευρεσιτεχνίας που σχετίζονται με το ΑΕΠ σε επιχειρήσεις και ακαδημαϊκό κόσμο.Οι ειδικοί προβλέπουν σημαντική ανάπτυξη για αυτή την τεχνολογία, λέγοντας ότι θα επηρεάσει περισσότερες από 45 βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων χρωμάτων και επιστρώσεων.Αρκετοί σημαντικοί παράγοντες που εμποδίζουν την ανάπτυξη εξαλείφονται.Πρώτον, οι ανησυχίες για το περιβάλλον, την υγεία και την ασφάλεια (EHS) μπορεί να αποτελέσουν πρόβλημα για τα νέα νανοσωματίδια καθώς η ρυθμιστική έγκριση (π.χ. το σύστημα REACH (Καταχώριση, Αξιολόγηση, Εξουσιοδότηση και Περιορισμός Χημικών Προϊόντων) της Ευρωπαϊκής Ένωσης) διευκολύνεται.Επιπλέον, αρκετοί προμηθευτές έχουν δοκιμάσει εκτενώς τα υλικά ενίσχυσης του ΑΕΠ για να κατανοήσουν καλύτερα τι συμβαίνει όταν ψεκάζονται.Οι κατασκευαστές γραφενίου σπεύδουν να επισημάνουν ότι επειδή το ΑΕΠ είναι κατασκευασμένο από το φυσικό ορυκτό γραφίτη, η διαδικασία τους είναι εγγενώς πιο φιλική προς το περιβάλλον από πολλά άλλα πρόσθετα.Η δεύτερη πρόκληση είναι να πάρεις αρκετό σε προσιτή τιμή, αλλά αυτό αντιμετωπίζεται επίσης καθώς οι κατασκευαστές επεκτείνουν τα συστήματα παραγωγής τους.
«Το κύριο εμπόδιο για την εισαγωγή του γραφενίου στη βιομηχανία ήταν η παραγωγική ικανότητα των κατασκευαστών γραφενίου, σε συνδυασμό με το ιστορικά υψηλό κόστος του προϊόντος», εξηγεί ο Tarek Jalloul της Lead Carbon Technologies, ενός τεχνολογικού έργου NanoXplore.«Αυτά τα δύο εμπόδια ξεπερνιούνται και τα προϊόντα ενισχυμένα με γραφένιο εισέρχονται στην εμπορική φάση καθώς το χάσμα ισχύος και τιμής μειώνεται.Για παράδειγμα, η δική μου εταιρεία ιδρύθηκε το 2011 και τώρα μπορεί να παράγει 4.000 τόνους/τόνο ετησίως, σύμφωνα με την IDTechEx Research (Βοστώνη), είμαστε ο μεγαλύτερος κατασκευαστής γραφενίου στον κόσμο.Η νέα μας μονάδα παραγωγής είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και έχει μια αρθρωτή δομή που μπορεί εύκολα να αναπαραχθεί εάν χρειαστεί επέκταση.Ένα άλλο σημαντικό εμπόδιο στις βιομηχανικές εφαρμογές γραφενίου είναι η έλλειψη ρυθμιστικής έγκρισης, αλλά αυτό συμβαίνει τώρα».
«Οι ιδιότητες που προσφέρει το γραφένιο θα μπορούσαν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στη βιομηχανία χρωμάτων και επικαλύψεων», προσθέτει ο Velzin.«Ενώ το γραφένιο έχει υψηλότερο κόστος ανά γραμμάριο από άλλα πρόσθετα, χρησιμοποιείται σε τόσο μικρές ποσότητες και παρέχει τόσο θετικά οφέλη που το μακροπρόθεσμο κόστος είναι προσιτό.αναπτύξουν ?επικαλύψεις γραφενίου??
"Αυτά τα πράγματα λειτουργούν και μπορούμε να δείξουμε ότι είναι πολύ καλό", πρόσθεσε ο Potts.«Η προσθήκη γραφενίου σε μια συνταγή, ακόμη και σε πολύ μικρές ποσότητες, μπορεί να προσφέρει μεταμορφωτικές ιδιότητες».
Peggy Malnati is a regular contributor to PF’s sister publications CompositesWorld and MoldMaking Technology magazines and maintains contact with clients through her regional office in Detroit. pmalnati@garpub.com
Η κάλυψη χρησιμοποιείται στις περισσότερες εργασίες φινιρίσματος μετάλλων όπου μόνο ορισμένες περιοχές της επιφάνειας του εξαρτήματος πρέπει να υποστούν επεξεργασία.Αντίθετα, η κάλυψη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επιφάνειες όπου δεν απαιτείται επεξεργασία ή πρέπει να αποφεύγεται.Αυτό το άρθρο καλύπτει πολλές πτυχές της κάλυψης μεταλλικού φινιρίσματος, συμπεριλαμβανομένων των εφαρμογών, των τεχνικών και των διαφορετικών τύπων κάλυψης που χρησιμοποιούνται.
Η βελτιωμένη πρόσφυση, η αυξημένη αντοχή στη διάβρωση και στις φουσκάλες και η μειωμένη αλληλεπίδραση επίστρωσης με εξαρτήματα απαιτούν προεπεξεργασία.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-28-2022